橋梁工程檢測與維護加固技術(shù)

陳媛

摘 要 橋梁作為道路交通的樞紐，已成為促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的紐帶，但橋梁結(jié)構(gòu)在長期使用中會因為外界環(huán)境、超載等諸多因素發(fā)生各種各樣的損傷，造成橋梁結(jié)構(gòu)抗力衰減，產(chǎn)生安全隱患，因此對橋梁的安全評估工作就非常重要了。目前我們國家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況要求我們在追求建設(shè)高水平新橋的同時做好舊橋維修和加固工作，努力做好維修養(yǎng)護工作，提高舊橋的營運狀況和安全承載能力，快速、準(zhǔn)確地對舊橋的技術(shù)狀況和承載能力進行科學(xué)的檢測已成為橋梁工程重要的研究領(lǐng)域。本文首先分析橋梁檢測的價值和重要性，研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，介紹新型的檢測技術(shù)及方法，并探討了橋梁維護加固的發(fā)展技術(shù)研究現(xiàn)狀。從混凝土橋梁整體出發(fā)，對加固意義和要求、提出切實可行的加固技術(shù)等方面對現(xiàn)役混凝土橋梁加固技術(shù)理論進行研究和探索。

關(guān)鍵詞 橋梁檢測 新型維護技術(shù) 加固技術(shù)

中圖分類號：U445.72 文獻標(biāo)識碼：A

1橋梁工程檢測概述

1.1橋梁工程檢測的價值及重要性

橋梁檢測的主要價值是通過對正在服役橋梁進行承載能力的檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果得出評定報告，分析橋梁各方面技術(shù)情況，為其維修加固與安全使用提供依據(jù)和完善性能的技術(shù)資料，提高可靠度，檢驗橋梁技術(shù)水平及結(jié)構(gòu)質(zhì)量，推動和發(fā)展新的現(xiàn)役橋梁工程檢測與維護設(shè)計計算理論與評定方法。

橋梁檢測與維護工程的價值和重要性如下：

（1）通過對橋梁工程的檢測，確定按以前標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的的荷載等級建造的橋梁，對于目前及將來由于交通流量的急速膨脹，車輛載重量的持續(xù)加大，是否有必要通過維修加固手段來提高其當(dāng)前荷載等級，以提高橋梁的現(xiàn)有使用年限；

（2）通過檢測儀器檢查確定營運多年后橋梁結(jié)構(gòu)的各部位，由于出現(xiàn)如裂縫寬度過大、錯位嚴(yán)重、沉降距離超標(biāo)等情況引起的破壞程度與實際過程中承載能力損失相比，能否正常安全使用，為進行橋梁的加固工作提供確實可靠的依據(jù)和參考數(shù)據(jù)；

（3）通過對需要維修加固的橋梁進行定期安全檢查可檢驗修復(fù)加固的水平，并驗證采用的加固方法的有效性與可靠性；為進行橋梁的加固工作提供確實可靠的依據(jù)和參考數(shù)據(jù)；

（4）通過對橋梁工程的檢查和技術(shù)評價，可評定一些重要的大橋或特大橋梁，在完工之后其設(shè)計和施工技術(shù)水平，確定工程的結(jié)構(gòu)可靠度和承載能力水平。

2橋梁工程的檢測技術(shù)

2.1橋梁檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

橋梁檢測是一種實踐活動，它自始至終都和理論分析與科技發(fā)展保持著密切聯(lián)系，未來橋梁檢測研究應(yīng)該不斷發(fā)展新的檢測理論和完善現(xiàn)有檢測手段。其中主要以動載、靜載試驗方式為主，混凝土包括抗壓、抗拉等強度試驗為輔助測量手段，腐蝕作用試驗、超聲波探測等各種檢測手段為主的檢測方法是傳統(tǒng)的橋梁橋梁檢測手段，隨著科技的快速發(fā)展，一些高技術(shù)、自動化檢測手段逐漸被應(yīng)用于橋梁檢測，利用人工智能計算機視覺檢測橋梁表面缺陷，利用雙波長遠紅外成像檢測橋梁混凝土層的損傷等，上述檢測方法具有更高的可靠度與耐久性、精度，并且數(shù)據(jù)收集與輸出自動化程度高，節(jié)省了大量時間。例如美國聯(lián)邦公路管理局研制出的無線數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、激光雷達系統(tǒng)美國AASHTO建立的DATAPAVE路面長期管理使用性能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及上海市城市橋梁管理系統(tǒng)。

2.2橋梁工程傳統(tǒng)檢測技術(shù)與方法

自20世紀(jì)六七十年代橋梁檢測和養(yǎng)護工作受到重視以來，國內(nèi)外技術(shù)人員對在役混凝土橋梁檢測的方法進行了不斷的探索，找到了一系列的檢測方法，其中既有半破損的檢測方法，也有無損檢測技術(shù)；既有對橋梁結(jié)構(gòu)局部檢測的技術(shù)，又有對橋梁結(jié)構(gòu)整體檢測的技術(shù)。橋梁結(jié)構(gòu)整體檢測傳統(tǒng)加載試驗有靜力荷載試驗、動載試驗兩種。橋梁靜載試驗是將靜定荷載加載于橋梁結(jié)構(gòu)的預(yù)先設(shè)定位置，觀測橋梁的靜力條件下位移和應(yīng)變、沉降、裂縫等明顯結(jié)構(gòu)技術(shù)參量，橋梁動載試驗是利用合適方便操作的激振方法在允許范圍內(nèi)激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動，然后測定其動力沖擊系數(shù)、頻率、阻尼比、振動形態(tài)、行車動力響應(yīng)等，從宏觀整體的角度判斷分析結(jié)構(gòu)的剛度和耐久性，通過測試數(shù)據(jù)得出檢測報告。

2.3新型橋梁工程檢測方法與技術(shù)

（1）基于GPRs實現(xiàn)橋梁檢測遠程數(shù)據(jù)傳輸。初期的遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)是利用專用網(wǎng)絡(luò)，將控制中心和設(shè)備現(xiàn)場連接起來，按照確定的協(xié)議傳送檢測信息給控制中心，利用GPRS來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸已成為一種非常便捷的信息傳遞手段而應(yīng)用于遠程監(jiān)測技術(shù)中；

（2）數(shù)字圖像處理技術(shù)在橋梁檢測中的應(yīng)用，圖像信息處理技術(shù)就是測量對象時，把圖像作為檢測手段和信息傳遞的載體，充分利用現(xiàn)代化測量技術(shù)；

（3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在橋梁檢測中的應(yīng)用，使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法構(gòu)造BP模型，在橋梁結(jié)構(gòu)受力之間建立映射關(guān)系，通過BP模型的映射，就可以得到其余橋索受力值；

（4）光纖應(yīng)變傳感器測試系統(tǒng)在橋梁檢測中的應(yīng)用。光纖傳感器由于它不僅具有非導(dǎo)電性，體積小，抗電磁干擾強等優(yōu)點，而且能實時對維連續(xù)空間作多點測量，利用光纖傳感器檢測系統(tǒng)，既可以大范圍減少單點測試成本，又能消除許多檢測過程中容易忽略的盲區(qū)；

（5）積極開發(fā)研制新型信息化數(shù)字化橋梁檢測設(shè)備。新型橋梁檢測設(shè)備研制主要有：新型橋梁檢測車以及新型橋梁檢測平臺，這些先進的檢測設(shè)備為橋梁工程檢測提供了有力的技術(shù)支持。

3橋梁工程維護與加固技術(shù)概況

3.1橋梁檢測與加固技術(shù)發(fā)展情況

對早期建設(shè)的混凝土結(jié)構(gòu)橋梁進行加固，重點是對混凝土結(jié)構(gòu)的加固，加固方法一般可分為直接加固與間接加固兩類，在實際設(shè)計施工時應(yīng)根據(jù)工程條件和使用要求選擇合適加固方法與施工技術(shù)。針對混凝土結(jié)構(gòu)橋梁各種加固方法，一般從橋梁結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)裂縫維修加固、表層缺陷維修加固、橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)維修加固等幾個方面進行分析。國內(nèi)相關(guān)研究機構(gòu)和高等科研院校還針對增大截面改變結(jié)構(gòu)體系、纖維片材、增補受力鋼筋、增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力等加固方法開展了大量專項研究，形成了較成熟的舊橋維修加固計算理論方法和技術(shù)措施手段。

3.2切實可行的加固技術(shù)

對現(xiàn)役橋梁展開合理而高效的加固維護，對提高橋梁工程的承載標(biāo)準(zhǔn)、運行能力具有顯著的價值，有效的橋梁加固技術(shù)要求實現(xiàn)：首先，確保橋梁工程的安全性、適用性、完整性與耐久性；提高現(xiàn)有橋梁的承載能力和運行能力。結(jié)構(gòu)表層實用的加固方法主要有：混凝土修補法、粘結(jié)劑修補法等。鋼筋防銹加固方法主要有：橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕修補，第一，鑿除剝離脫落等已經(jīng)損壞的部分；第二，對已經(jīng)銹蝕的鋼筋作除銹處理，清除舊混凝土上的雜志；第三，對鋼筋表面進行防銹處理，通過涂環(huán)氧膠液等粘結(jié)劑，與外界環(huán)境隔離；最后，立模、配混凝土材料澆筑或直接表面噴漿、涂抹隔離材料施工。

3.3橋梁加固技術(shù)探索

隨著橋梁技術(shù)結(jié)構(gòu)檢測、狀況評定、結(jié)構(gòu)承載力測定技術(shù)的逐步完善定量化，科學(xué)化和信息化，近些年，橋梁的維修加固技術(shù)取得了明顯的進步與提高，許多新材料、新技術(shù)被應(yīng)用到橋梁維修加固工程實踐中。橋梁表層加固技術(shù)主要解決結(jié)構(gòu)表層問題的加固方法，鋼筋結(jié)構(gòu)銹蝕加固技術(shù)以及橋梁結(jié)構(gòu)縫隙加固技術(shù)，橋梁結(jié)構(gòu)上部加固技術(shù)則主要用于分析主梁加固方法和橋面板維修加固方法，對于橋梁下部結(jié)構(gòu)實施的加固方法，主要用于擴大基礎(chǔ)加固法、人工地基加固法、增補樁基加固法硅套箍或添加護套加固法、以及橋墩和橋臺滑移傾斜支撐加固法等。

4總結(jié)

隨著新結(jié)構(gòu)形式、新技術(shù)、新施工工藝采用增多，不同橋梁病害問題也不斷出現(xiàn)，我國現(xiàn)役很多橋梁都需要檢測維護。檢測技術(shù)也隨著科技的發(fā)展不斷進步，緊跟時代的步伐，工作人員要有豐富的實際現(xiàn)場經(jīng)驗，而且同時需要堅實的理論理論基礎(chǔ)作指導(dǎo)。只有把實際理論和技術(shù)充分整合起來，開發(fā)更先進的橋梁檢測維護設(shè)備，定期對橋梁的安全性能進行檢測，運用科學(xué)的檢測與維護技術(shù)手段，一步步實現(xiàn)橋梁工程由基礎(chǔ)建設(shè)逐步轉(zhuǎn)到養(yǎng)護維修階段上來，以低成本，高質(zhì)量延長現(xiàn)有橋梁使用年限，實現(xiàn)橋梁工程的更大化使用價值。

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